资源简介

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化工流程图
一、思路方法
1.工艺流程题一般围绕生产生活中的应用来命题，是以一种或多种物质为原料，经过一步一步的反应或操作，最终得到我们所需要产品的过程。与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，把生产流程用框图形式表示出来，对生产流程中有关的化学知识进行设问。内容涉及：实验步骤、实验注意事项、操作名称、物质的制备、检验、分离提纯等。
2.工艺流程常考内容
（1）原料预处理：粉碎、研磨的作用；溶解、浸洗的目的。
（2）对中间产品成分的分析和判断（书写物质名称或化学式）。
（3）产品处理操作：过滤、蒸发、蒸馏、结晶方法的选择，洗涤、干燥等。
（4）除杂：除杂试剂的选择及除杂原理、除杂试剂的过量与否及后续反应的处理等（书写化学式、化学方程式，判断基本反应类型或除杂目的）。
（5）对生产工艺的评价：是否环保、低能耗；原料利用率的高低；反应条件的控制、是否存在可循环利用的物质等。
二、解题步骤
1．读题干
找出目的，划出关键词，知道做什么。①明确原料的成分（反应物）②明确流程的目的（产品，产物）
2．审流程
根据框图对比操作前后的变化，判断反应物、生成物。
①关注“箭头”：箭头进入的是反应物，出去的是生成物（包括主产物和副产物）。
②关注“三线”：出线和进线表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环利用（有些循环物质没有可逆线，但前后均出现物质的名称或化学式）。
3．看问题
明确答什么，先完成与题干无关的简单问题。答的问题与哪步流程有关，考查了什么知识等。
4. 整合信息
根据与流程有关的问题整合答题所需信息，如试剂用量 （若试剂过量就会有剩余）；时刻关注“查阅资料”；
除杂试剂要“足量”。
三、解题模型
1．原料预处理
类型1 粉碎（研磨）
增大 ， 反应速率，使反应 。
类型2 灼烧（煅烧、焙烧）
使固体在 下分解、氧化；除去可燃性杂质等。
类型3 浸出
使原料中的物质溶解（或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物过滤除去。
（1）水浸：使可溶物溶解，与不溶物分离。
（2）酸浸：溶解金属、金属氧化物、难溶性碱或碳酸盐等。
（3）碱浸：除去与碱反应的物质，或者使可溶性金属离子进入溶液等
（4）提高浸出效果的方法： 、 、 、 等。
2．常用的分离提纯方法
类型4 过滤
分离固体（难溶物）和液体，所需仪器有铁架台、烧杯、漏斗、
类型5 搅拌
使反应物充分接触，加快 （或溶解速率），使反应更充分。
类型6 结晶
（1）蒸发结晶：提纯溶解度受温度影响 的物质，如NaCl。
（2）降温结晶：提纯溶解度受温度影响 的物质，如KCl。操作过程为 、 、过滤、洗涤、干燥
3．流程中试剂的作用
类型7 加入过量试剂目的
某物质（非产品）；使某物质 为目标产物。
类型8 检验反应中沉淀是否完全（或所加试剂是否足量）
静置，往 中继续滴加 ，若无沉淀或不再有气体产生，说明所加试剂已足量。
类型9 检验固体洗涤是否干净
取 ，滴加某种试剂（根据要洗去的溶质成分选择合适试剂），若无明显现象，说明已洗净。
4．其他
类型10 可循环利用的物质
后面方框上的箭头指回前面方框（可逆线）或后面流程的生成物，作为前面流程的反应物。
类型11 陌生化学方程式的书写
寻找反应物和生成物：根据箭头方向，箭头进入的是投料(即 )，箭头上下方物质可能是 也可能是 ，箭头指向的是 (包括主产物和副产物)。注意配平、条件、气体和沉淀符号。
类型12 判断反应类型
先写出化学方程式，再根据化学方程式的特征判断反应类型。
类型13 温度不宜过高的原因
气体溶解度小（产率低）、物质 （如碳酸氢铵、过氧化氢等）、物质有 （盐酸、氨水等）。
01 矿石为原料的制备流程
1．（2023·山东泰安·中考真题）以绿矾（主要成分为原料生产铁红）的工艺流程如下：

(1)“溶解”时能加块溶解的方法有 （写一种即可）。
(2)光成“沉淀”时的主要反应： 。
(3)“过滤”后需对固体进行洗涤、干燥。实验室中进行过滤操作时用到玻璃棒，其作用是 。
(4)“煅烧”时反应的化学方程式为 ；在其他条件相同时，不同煅烧温度对产品中质量分数的影响如图所示，则最适宜的煅烧温度为 ℃。

02 废金属的回收利用流程
2．（2024·广东惠州·一模）某化工厂以废金属（主要成分为Fe和Cu，表面有少量油污）为原料回收海绵铜，并制备氯化铁的工艺流程如图所示。
已知：易溶于水且不与氢氧化钠反应，在“氧化”中起催化作用，该反应的化学方程式为：
回答下列问题：
(1)废金属回收利用是保护金属资源的有效途径之一，它有利于 。
(2)“洗涤”的目的是去除废金属表面的油污，试剂X最好选用 （填标号）。
a．水 b．氢氧化钠溶液 c．稀硫酸
(3)“酸浸”中发生反应的化学方程式为 。
(4)在“氧化”过程中，反应前后化合价发生变化的元素有 （写元素符号）。
(5)向“滤渣乙”中加入适量盐酸，发生的化学反应方程式为 。最后得到的溶液为 色。
(6)现有100t含铁为28%的废金属，利用上述流程制备溶液，若过程中铁元素无损失，最后得到的溶液中的质量为 t。
03 海水资源的利用流程
3．（2024·山东东营·一模）2023年6月8日是第15个“世界海洋日”。今年的主题是“健康的海洋，健康的地球”。东营有漫长的海岸线，蕴藏着丰富的海洋资源。某兴趣小组设计的综合利用海水的部分流程图如图。
(1)海水淡化。 和膜法是常用的海水淡化方法。膜分离法的目的是除去海水中的 (难溶性/可溶性) 物质。
(2)海水制镁。步骤①②③是利用母液制镁的流程，该流程中步骤①的化学方程式是 。步骤①中制取氢氧化镁选择向母液中加入石灰乳，而不是向海水中直接加入石灰乳，原因是 。
(3)海水制碱。步骤⑧⑨是氨碱法制纯碱的流程，步骤⑧过滤后得到的滤液中一定含有的溶质成分是 (填物质名称)。步骤⑨中发生反应的化学方程式是 。
04 工业三废的处理流程
4．（2024·江苏常州·一模）燃煤电厂产生的脱硫废水（含有、、等物质）软化的一种工艺流程如图所示。
(1)燃煤是成分复杂的固态混合物，其中含有的元素主要是 ；脱硫后再燃烧主要是防止 等环境问题。
(2)电厂废水软化主要是除去水中较多的 （写离子符号），生活中检验是否为软水一般可选用的试剂为 。
(3)“沉淀”步骤需要不断搅拌，目的是 。
(4)“一级沉淀”中固体X主要是氢氧化镁，加入过量熟石灰的目的是： 。
(5)“二级沉淀”中固体Y的化学式为 ；加入稀盐酸后，发生中和反应的化学方程式是 。
(6)软化处理过程中，碳酸钠和熟石灰的添加顺序不能颠倒，原因是 。
05 其他与生产生活相关的流程
5．（2024·山西太原·模拟预测）塑料大量使用所带来的环境问题日益突出。某企业以农作物秸秆和淀粉等为原料生产可降解塑料，部分流程如图所示。分析思考，回答问题：
(1)风筛机的作用是 。
(2)浸泡池中发生反应的化学方程式是 。
(3)混合器中搅拌的作用是 。
(4)经挤出机塑化后，物料成分的物理和化学性质会有一定变化，过程中发生的变化为 。
(5)使用该塑料有助于解决的环境问题是 。
1．【新形式——结合溶解度曲线 】（2023·山东菏泽）我国制碱先驱侯德榜为纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出贡献，某企业把海水的综合开发和利用与侯氏制碱法结合，实现资源利用最大化，请根据图示完成下列问题。
(1)①中用石灰乳而不选用氢氧化钠的原因是 ；请写出该反应的化学方程式 。
(2)已知在溶液中温度高于35℃，NH4HCO3会有分解。吸氨碳化塔内发生的反应：Ⅰ：NH3+H2O+CO2═NH4HCO3；Ⅱ：NH4HCO3+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl。
请结合如图分析反应Ⅱ能进行的原因 。实际生产时，吸氨碳化塔内温度通常控制在不低于30℃，不高于35℃，理由是 。

2．【新素材——结合传统文化 】（2023·四川）2022年春节联欢晚会中《只此青绿》呈现了宋代《千里江山图》，让我们仿佛置身于宋代的青山绿水之中、《千里江山图》里的绿色来自孔雀石，其主要成分为CuCO3 Cu（OH）2，含有FeCO3、SiO2杂质。工业上以孔雀石为原料制备重要化工原料胆矾（CuSO4 5H2O）的流程如图。

回答相关问题：
(1)《千里江山图》色彩依旧，说明常温下绿色颜料孔雀石的性质 。
(2)“酸浸”发生的反应属于四大基本反应类型中的 ，溶液1中含的金属阳离子有 。
(3)“氧化”过程中发生反应的化学方程式为：2FeSO4+H2O2+H2SO4═ +2H2O （请补充完该方程式）。
(4)“沉淀铁”不能将CuCO3 Cu（OH）2替换为NaOH，其原因是 （任答1点）。
(5)系列操作有蒸发、结晶、 、洗涤、干燥。
(6)加热500g胆矾至全部变成白色无水CuSO4，固体质量减轻了 g（不需要写出计算过程）。
3．【新考法——结合碳减排】（2023·内蒙古呼和浩特）为了实现碳减排目标，许多国家都在研究二氧化碳的减排措施，其中“碳捕捉和封存”技术是实现这一目标的重要途径之一。工业流程如图所示：

请回答以下有关问题：
(1)“捕捉室”中氢氧化钠溶液常喷成雾状，主要目的是 。
(2)“反应分离器”中涉及的化合反应的方程式为 。
(3)“封存室”内二氧化碳由气态变为液态，从微观角度解释变化的原因是 。
(4)整个过程中，可以循环利用的物质除水之外，还有 （填化学式）。
4．【新形式——结合工业制碱历史】（2024·江苏苏州·一模）学习以下资料，了解纯碱工业制备历程。
材料1：1791年，法国人吕布兰发明了第一个工业制纯碱的方法，以食盐、硫酸为原料，设备腐蚀严重并且纯度不高。
材料2：1862年，比利时化学家索尔维发明了——索尔维法(又称氨碱法)，以食盐、石灰石和氨为原料。氨碱法实现了连续性生产，产品也较为纯净。
材料3：1943年，侯德榜成功揭秘索尔维制碱法，创立了中国人自己的制碱工艺——侯氏制碱法，开创了世界制碱工业的新纪元。侯德榜被称为我国纯碱之父。
已知：NH4ClNH3↑+HCl↑
(1)饱和食盐水中先通入氨气形成饱和氨盐水，再加压通入二氧化碳，这样操作的目的是 ，步骤①过滤后所得滤液是碳酸氢钠的 (填“饱和”或者“不饱和”)溶液。
(2)“侯氏制碱法”是在氨碱法基础上，向滤出碳酸氢钠晶体后的氯化铵溶液中加入食盐，使其中的氯化铵单独结晶析出用作 (填一种农业上的用途)，不采用蒸发结晶的方法得到氯化铵晶体的原因是 。
(3)索尔维法向母液中加入石灰乳混合加热，生成NH3也可回收利用，反应的化学方程式为 。
(4)相比“氨碱法制纯碱”，“侯氏制碱法”的优点有 (填字母序号)。
a.侯氏制碱法保留了氨碱法的优点，减少了环境污染，提高了原料利用率
b.不产生用途不大且难处理的CaCl2，对环境更加友好
c.侯氏制碱法中CO2可以循环使用，后续无须补充CO2
(5)写出步骤②中发生反应的化学方程式 。
5．【新形式——结合新材料】（2024·江苏镇江·一模）纳米零价铁（nZVI）除废水中金属离子的性能优越，其制备示意图如下。
(1)“还原”过程，铁元素化合价 （填“升高”、“降低”或“不变”）。
(2)“还原”过程，焦炭与Fe3O4在高温下反应生成CO2，反应的化学方程式为 ；m克焦炭与232克Fe3O4充分反应后，所得固体中焦炭与铁的质量比为1:14，则m= 。
(3)nZVI用于去除废水中金属离子，根据金属活动性顺序可分三种途径（如图-2），第一类是吸附捕捉（如Zn2+），第二类是吸附捕捉再慢慢反应（如Pb2+），第三类是直接反应（如Cu2+）。
①结合图分析，Ni2+属于第 类。
②若Cd2+属于第一类，则金属Cd比金属Ag的活动性 （填“强”“弱”或“接近”）。
③废水中CuCl2与纳米零价铁反应的化学方程式为 。
1．（2023·广东）电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙，能减少碳排放，助力碳中和。该新方法的示意图如图所示。

(1)传统方法:CaCO3在900℃以上完全分解生成 CaO 和 (填化学式)。
(2)新方法:
i.电解水属于 反应(填基本反应类型)，反应前后氢元素的化合价 (填“升高”“降低”或“不变”)。
ii.反应器 1:一定的H2环境及较低温度下CaCO3可与H2反应生成CaO、CO 和H2O。CO与H2O的分子个数比为 。
CaCO3还可以直接分解。反应器 1中 CO、CO2的含量随反应温度的变化如下图所示。 ℃时，抑制 CO2生成的效果最好。

iii.反应器 2:一定条件下，CO与H2发生化合反应生成甲醇(CH3OH)，化学方程式为 。
(3)与传统方法相比，新方法的优点有 (写两条)。
2．（2024·山西大同·一模）化学链燃烧是一种新型高效燃烧技术。以载氧体氧化镍(NiO)中的氧代替空气中的氧气完成甲烷燃烧，并高效回收二氧化碳的流程如图所示。分析思考，回答问题：
(1)加热条件下，空气反应器中发生反应的化学方程式为 ；
(2)冷凝器的作用是 ；
(3)从微观角度解释，压缩器中二氧化碳状态的变化 ；
(4)流程中循环利用的物质是 ；
(5)与甲烷直接燃烧相比，该化学链燃烧的优点是 。
3．（2024·江苏扬州·一模）人类文明与社会进步同金属材料关系密切。
I.人类对金属活动性规律的认识经历了漫长的探索过程，如图：
(1)用铜、镁、铁三种金属重温格劳贝尔字验，会“消失”的金属有 。
(2)卡文迪许制取的“可燃空气”是 。
II.工业炼钢：主要工艺流程如图：
(3)工业上用赤铁矿石(主要成分Fe2O3)炼铁的化学方程式 。
(4)从物质成分的角度分析，生铁炼钢过程中，炼钢炉中通入O2的目的是 (用化学方程式来表示)。
(5)将过最的生铁投入CuSO4溶液中，反应化学方程式 ，充分反应后反应中观察到的现象是 (填序号)。
A．固体全部溶解 B．有红色固体析出 C．溶液从蓝色变成浅绿色
III.金属的回收利用
废旧手机的电路板中主要含有铜，还含有少放铝、铁、金等金属。为回收其中的铜、金，进行了如图实验。已知：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O。本实验条件下，金不发生反应。
(6)滤液A中的溶质除Al2(SO4)3外，还含有的溶质化学式是 、 。反应Ⅰ中涉及的基本反应类型是 反应。
(7)滤渣F的成分是 (填化学式)。
(8)反应IV中过量稀盐酸的目的 。
4．（2024·陕西西安·二模）实验结束时，同学们将含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的废液倒在废液缸里，如果将废液直接排放就会造成水污染。于是几位同学利用课余处理废液，回收工业重要原料硫酸锌和有关金属。实验过程如下：
(1)操作1是 ，固体A的成分 。
(2)滤液1和滤液2中溶质相同，该溶质是 (填化学式)。
(3)若实际操作过程中加入锌粉的量不足，则一定发生的反应的化学方程式为 ；加入适量稀硫酸发生反应的化学方程式 。
5．（2024·江西吉安·一模）粗盐中含有泥沙等不溶性杂质，还含有氯化钙、氯化镁、硫酸钠等可溶性杂质。某提纯粗盐的工艺流程如图。请根据有关信息，回答下列问题：
(1)实验室进行过滤操作时需要用到的玻璃仪器是 (填一种)。
(2)步骤②中发生反应的化学方程式为 。
(3)步骤③中加入过量试剂A是为了除去硫酸钠杂质，试剂A是 (填化学式)溶液。
(4)步骤④中加入过量Na2CO3溶液的目的是 。
(5)步骤⑤中若加入过量的稀盐酸， (选填“会”或“不会”)影响精盐的纯度。
6．（2024·安徽六安·一模）兴趣小组的同学利用某废镍材料（含有金属Ni及少量Fe、Cu）回收镍，设计流程如图所示（部分产物略去）。
请根据上述流程回答下列问题：
(1)过滤时，玻璃棒的作用是 。
(2)滤液I经H2O2氧化后会生成硫酸铁，请写出它与氢氧化钠溶液发生反应的化学方程式 。
(3)由上述流程可知，Fe、Cu、Ni的金属活动性由强到弱的顺序为 。
离子 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH
Fe3+ 2.7 3.2
Ni2+ 7.2 8.7
(4)已知Fe3+和Ni2+开始沉淀和完全沉淀时的pH如上表所示。“除铁”过程中加入NaOH溶液的目的是通过调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀而Ni2+不沉淀，则pH的范围是______（填字母序号）。
A．2.7≤pH<3.2 B．3.2≤pH<7.2 C．7.27．（2024·黑龙江大庆·一模）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性学习小组对废旧锂离子电池的正极材料(和碳粉涂覆在铝箔上)进行资源回收研究，设计实验流程如下：
查阅资料可知：
(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为 。
(2)第③步反应有锂离子生成，其反应化学方程式是 。
(3)四步实验都包含过滤，实验室中过滤实验要使用的玻璃仪器有 。
(4)若废旧锂离子电池的正极材料含质量为18.1g，第③步反应中加入含的溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为，则至少有 参加了反应。
8．（2024·黑龙江佳木斯·一模）海水晒盐得到的粗盐常含有、等杂质，工业提纯粗盐的流程如图所示。
(1)步骤④：操作a的名称是 。
(2)步骤⑥：操作b中用到玻璃棒，玻璃棒的作用是 。
(3)如果将步骤②和步骤③的顺序颠倒，则所制得的精盐水中还含有 。
(4)写出步骤③中反应的化学方程式 。
9．（2024·重庆·一模）Fe3O4颗粒在磁记录材料、磁流体等领域广泛应用。制备Fe3O4的方法如下：
已知：①“沉淀”时的反应为：；
②+2价的铁元素容易被空气中的氧气氧化。
(1)为了加快“溶解”速率，可采取的措施是 ；
(2)若向盐酸酸化的FeCl2溶液中通入O2可生成FeCl3和H2O，该反应的化学方程式为 。
(3)“沉淀”时反应温度不宜过高，需要控制温度为50℃，原因是 ；
(4)“溶解”时，实际投放的远大于理论值，原因是 。
(5)检验Fe3O4是否洗干净。取最后一次洗涤液，可采取的方法是___________(填序号)。
A．加入浓NaOH溶液，加热 B．加AgNO3和稀硝酸 C．稀盐酸
10．（2024·四川成都·二模）高纯硅是生产芯片的基材，下图是制备高纯硅及金属镁的简易流程。
资料：
①粗硅原料主要成分为硅（Si），含MgO等杂质，不考虑其它杂质与酸反应。
②硅不溶于水且不与x反应。
③氧化镁与酸的反应原理与氧化铁类似。
(1)x是 （填物质名称）。
(2)若在实验室完成操作I，所需玻璃仪器除烧杯外还有 ，所得“溶液”中含有的阳离子有 （写离子符号）；操作Ⅱ包括 、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(3)③中反应的化学方程式为 。①~④中属于化合反应的是 （填序号）。
(4)该流程中可循环利用的物质有 （填化学式）。
11．（2024·湖北武汉·二模）钛和钛合金是21世纪的重要金属材料。工业上利用钛铁矿——钛酸亚铁（）制备金属钛（）的工艺流程如下。
【查阅资料】①为固体，化学性质稳定，不与稀硫酸、稀盐酸反应。
②沸点、沸点。
(1)将钛铁矿粉碎的目的是 。
(2)“反应釜”中发生的反应是，X的化学式是 。
(3)“沸腾炉”中将和的混合物分离，该操作的名称是 。
(4)“合成器”中得到的产品中含有杂质镁，可加入足量稀硫酸除去，写出除杂原理反应 （写化学方程式）。
(5)依据“绿色化学”理念，指出该生产过程中存在的不足之处是 。
12．（2024·重庆·一模）中国航天工业飞速发展，金属钛常被用于航空航天工业。下图是以钛铁矿为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程：
已知：①钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)。
②铁矿海浸在浓硫酸中发生反应：
(1)FeTiO3中钛元素的化合价为 。
(2)反应前需将钛铁矿粉碎，其目的是
(3)溶液Ⅱ的主要溶质为TiOSO4，加热时和水发生反应，经过滤得到H2TiO3。已知X的溶质是一种初中化学常见的酸，写出该反应的化学方程式 。
(4)步骤④发生的反应为，此反应需要在Ar氛围下进行，其中Ar的作用是 。
(5)若在制备过程中有20%的钛元素损失，最终获得4.8t的单质钛，则20t钛铁矿中钛酸亚铁的质量分数为 。
13．（2023·江苏无锡）由菱铁矿(主要成分为，含少量等杂质)制备铁粉的一种流程如下：

(1)碳酸亚铁()中铁元素的化合价为 。
(2)“酸浸”时，为使反应充分，可采取的一种措施是 。“酸浸”后所得溶液中含有的溶质有：和 。
(3)“沉铁”时，转化为沉淀，该反应的基本类型是 。“焙烧”时，在高温条件下，与反应生成与的化学方程式为 。
(4)“还原”时，在高温条件下，利用炭粉可将铁从氧化铁中还原出来；若向氧化铁与炭粉的混合物中添加适量的，更利于还原氧化铁，其原因是 。
14．（2023·四川巴中）某工厂秉承“绿水青山就是金山银山”的发展理念，将工厂排放的污水（含有硫酸亚铁、硫酸铜和少量硫酸）进行一系列的处理，从而回收其中的某种重金属，并制得四氧化三铁，达到污水排放标准。其设计工艺流程如下，请回答下列问题。
(1)操作Ⅱ的名称是 ，在实验室进行该操作需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 。
(2)由FeOOH制备四氧化三铁的反应方程式为，则X的化学式为 ，FeOOH中铁元素的化合价为 。
(3)在固体A中加入过量稀硫酸的目的是 ，溶液B中的溶质为 ，固体C是回收的重金属，其成分是 。
15．（2023·四川乐山）保护环境，实现“绿水青山”目标，要对工厂尾气进行无害化处理。某氮肥厂和炼铁厂联合处理尾气的工艺流程如图所示。
已知饱和食盐水处发生的反应为：。
回答下列问题：
(1)饱和食盐水是 （选填“纯净物”或“混合物”）。
(2)流程中“操作Ⅰ”的名称为 。
(3)根据信息写出加热固体发生反应的化学方程式 。
(4)流程中，可循环使用的物质是 。
16．（2023·江苏南通）实验室以软锰矿（主要含的矿石）为原料制备的流程如下：
(1)催化分解的化学反应方程式为 。
(2)“酸浸”时，为使软锰矿充分反应，可采取的措施有 （写一条）。
(3)“沉锰”反应为。加热温度不能过高的原因是 。
(4)在空气中“煅烧”会生成不同的锰氧化物，各锰氧化物质量分数随煅烧温度的变化关系如图所示。

①370~410℃发生主要反应为。该反应属于基本反应类型中的 反应。
②已知酒精灯外焰的最高温度可达600℃以上。称取一定质量的，与混合均匀，充分加热后冷却，溶解、过滤、洗涤、烘干后称量，发现固体质量减少。质量减少的主要原因是 。
17．（2023·湖北十堰）工业上从铝土矿（主要成分为，还含有等）中提取的主要流程如下：
已知：①SiO2难溶于水，不与盐酸反应。
②当时，完全转化为沉淀。
(1)操作1的名称是 。
(2)在“盐酸浸取”前需将铝土矿粉碎，其目的是 。
(3)“煅烧”过程中反应的化学方程式是，的化学式是 。
(4)向溶液2中加入过量稀氨水，生成沉淀的化学方程式为 。
答案和解析
一、思路方法
1.工艺流程题一般围绕生产生活中的应用来命题，是以一种或多种物质为原料，经过一步一步的反应或操作，最终得到我们所需要产品的过程。与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，把生产流程用框图形式表示出来，对生产流程中有关的化学知识进行设问。内容涉及：实验步骤、实验注意事项、操作名称、物质的制备、检验、分离提纯等。
2.工艺流程常考内容
（1）原料预处理：粉碎、研磨的作用；溶解、浸洗的目的。
（2）对中间产品成分的分析和判断（书写物质名称或化学式）。
（3）产品处理操作：过滤、蒸发、蒸馏、结晶方法的选择，洗涤、干燥等。
（4）除杂：除杂试剂的选择及除杂原理、除杂试剂的过量与否及后续反应的处理等（书写化学式、化学方程式，判断基本反应类型或除杂目的）。
（5）对生产工艺的评价：是否环保、低能耗；原料利用率的高低；反应条件的控制、是否存在可循环利用的物质等。
二、解题步骤
1．读题干
找出目的，划出关键词，知道做什么。①明确原料的成分（反应物）②明确流程的目的（产品，产物）
2．审流程
根据框图对比操作前后的变化，判断反应物、生成物。
①关注“箭头”：箭头进入的是反应物，出去的是生成物（包括主产物和副产物）。
②关注“三线”：出线和进线表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环利用（有些循环物质没有可逆线，但前后均出现物质的名称或化学式）。
3．看问题
明确答什么，先完成与题干无关的简单问题。答的问题与哪步流程有关，考查了什么知识等。
4. 整合信息
根据与流程有关的问题整合答题所需信息，如试剂用量 （若试剂过量就会有剩余）；时刻关注“查阅资料”；
除杂试剂要“足量”。
三、解题模型
1．原料预处理
类型1 粉碎（研磨）
增大反应物间的接触面积，加快反应速率，使反应更充分。
类型2 灼烧（煅烧、焙烧）
使固体在高温下分解、氧化；除去可燃性杂质等。
类型3 浸出
使原料中的物质溶解（或与浸取液接触反应），可溶性离子进入溶液，不溶物过滤除去。
（1）水浸：使可溶物溶解，与不溶物分离。
（2）酸浸：溶解金属、金属氧化物、难溶性碱或碳酸盐等。
（3）碱浸：除去与碱反应的物质，或者使可溶性金属离子进入溶液等
（4）提高浸出效果的方法：粉碎、搅拌、适当提高反应物的浓度、适当提高温度等。
2．常用的分离提纯方法
类型4 过滤
分离固体（难溶物）和液体，所需仪器有铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒
类型5 搅拌
使反应物充分接触，加快反应（或溶解）速率，使反应更充分。
类型6 结晶
（1）蒸发结晶：提纯溶解度受温度影响不大的物质，如NaCl。
（2）降温结晶：提纯溶解度受温度影响较大的物质，如KCl。操作过程为蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥
3．流程中试剂的作用
类型7 加入过量试剂目的
完全除去某物质（非产品）；使某物质完全转化为目标产物。
类型8 检验反应中沉淀是否完全（或所加试剂是否足量）
静置，往上层清液中继续滴加原试剂，若无沉淀或不再有气体产生，说明所加试剂已足量。
类型9 检验固体洗涤是否干净
取最后一次的洗涤液，滴加某种试剂（根据要洗去的溶质成分选择合适试剂），若无明显现象，说明已洗净。
4．其他
类型10 可循环利用的物质
后面方框上的箭头指回前面方框（可逆线）或后面流程的生成物，作为前面流程的反应物。
类型11 陌生化学方程式的书写
寻找反应物和生成物：根据箭头方向，箭头进入的是投料(即反应物)，箭头上下方物质可能是条件也可能是反应物，箭头指向的是生成物(包括主产物和副产物)。注意配平、条件、气体和沉淀符号。
类型12 判断反应类型
先写出化学方程式，再根据化学方程式的特征判断反应类型。
类型13 温度不宜过高的原因
气体溶解度小（产率低）、物质受热易分解（如碳酸氢铵、过氧化氢等）、物质有挥发性（盐酸、氨水等）。
01 矿石为原料的制备流程
1．（2023·山东泰安·中考真题）以绿矾（主要成分为原料生产铁红）的工艺流程如下：

(1)“溶解”时能加块溶解的方法有 （写一种即可）。
(2)光成“沉淀”时的主要反应： 。
(3)“过滤”后需对固体进行洗涤、干燥。实验室中进行过滤操作时用到玻璃棒，其作用是 。
(4)“煅烧”时反应的化学方程式为 ；在其他条件相同时，不同煅烧温度对产品中质量分数的影响如图所示，则最适宜的煅烧温度为 ℃。

【答案】(1)搅拌（加热或固体粉碎等）（答案合理即可）
(2)
(3)引流
(4) 800
【详解】（1）能加块固体溶解的方法有搅拌、加热、将固体粉碎等，故填：搅拌（加热或固体粉碎等）（答案合理即可）。
（2）由方程式可知，反应物中Fe、S、O、H原子个数分别为2、2、12、6，生成物中Fe、O、H原子个数分别为2、4、2，根据化学反应前后各原子种类和数目不变，未知物化学计量数为2，所以1个未知物分子中含有2个氢原子、1个硫原子、4各氢原子，未知物的化学式为，故填：。
（3）过滤操作时用到玻璃棒，其作用是引流，故填：引流。
（4）根据质量守恒定律，“煅烧”时反应为FeO(OH)在高温条件下反应生成氧化铁和水，该反应的化学方程式为：；在其他条件相同时，根据不同煅烧温度对产品中质量分数的影响图可知，800℃时氧化铁的质量分数最高，则最适宜的煅烧温度为800℃。故填：；800。
02 废金属的回收利用流程
2．（2024·广东惠州·一模）某化工厂以废金属（主要成分为Fe和Cu，表面有少量油污）为原料回收海绵铜，并制备氯化铁的工艺流程如图所示。
已知：易溶于水且不与氢氧化钠反应，在“氧化”中起催化作用，该反应的化学方程式为：
回答下列问题：
(1)废金属回收利用是保护金属资源的有效途径之一，它有利于 。
(2)“洗涤”的目的是去除废金属表面的油污，试剂X最好选用 （填标号）。
a．水 b．氢氧化钠溶液 c．稀硫酸
(3)“酸浸”中发生反应的化学方程式为 。
(4)在“氧化”过程中，反应前后化合价发生变化的元素有 （写元素符号）。
(5)向“滤渣乙”中加入适量盐酸，发生的化学反应方程式为 。最后得到的溶液为 色。
(6)现有100t含铁为28%的废金属，利用上述流程制备溶液，若过程中铁元素无损失，最后得到的溶液中的质量为 t。
【答案】(1)保护金属资源
(2)b
(3)
(4)O、Fe
(5) 黄/浅黄
(6)81.25
【分析】废金属（主要成分为Fe和Cu，表面有少量油污）为原料回收海绵铜，加入试剂X洗涤，除去表面少量油污，加入足量盐酸，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铜和盐酸不反应，过滤得到海绵铜，氯化亚铁、氧气和盐酸再亚硝酸钠催化下反应生成氯化铁和水，氯化铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，滤液甲是氯化钠溶液，滤渣乙是氢氧化铁，氢氧化铁和适量盐酸反应得到氯化铁溶液。
【详解】（1）废金属回收利用是保护金属资源的有效途径之一，它有利于保护金属资源。
（2）碱性溶液能除去油污，水不能溶解油污，酸也不行；
故选：b
（3）“酸浸”是指铁和盐酸溶液反应生成氯化亚铁和氢气，该反应化学方程式：。
（4）在“氧化”过程中，是指，反应前铁元素化合价为+2，氧气中氧元素化合价为0，反应后铁元素化合价为+3，水中氧元素化合价为-2，反应前后化合价发生变化的元素有Fe、O。
（5）向“滤渣乙”中加入适量盐酸，是指氢氧化铁和盐酸溶液反应生成氯化铁和水，该反应化学方程式：，氯化铁溶液显黄色，最后得到的溶液为黄色。
（6）依据质量守恒定律可知：化学变化前后元素的种类不变，中的铁元素来源于100t含铁为28%的废金属中铁元素，最后得到的溶液中的质量=。
03 海水资源的利用流程
3．（2024·山东东营·一模）2023年6月8日是第15个“世界海洋日”。今年的主题是“健康的海洋，健康的地球”。东营有漫长的海岸线，蕴藏着丰富的海洋资源。某兴趣小组设计的综合利用海水的部分流程图如图。
(1)海水淡化。 和膜法是常用的海水淡化方法。膜分离法的目的是除去海水中的 (难溶性/可溶性) 物质。
(2)海水制镁。步骤①②③是利用母液制镁的流程，该流程中步骤①的化学方程式是 。步骤①中制取氢氧化镁选择向母液中加入石灰乳，而不是向海水中直接加入石灰乳，原因是 。
(3)海水制碱。步骤⑧⑨是氨碱法制纯碱的流程，步骤⑧过滤后得到的滤液中一定含有的溶质成分是 (填物质名称)。步骤⑨中发生反应的化学方程式是 。
【答案】(1) 热法 可溶性
(2) Ca（OH）2+MgCl2=Mg（OH）2↓+CaCl2 海水中的镁离子浓度比较低，而海水经过富集后形成母液，其镁离子浓度得到提高，提高了产率和生产效率
(3) 碳酸氢钠和氯化铵
【详解】（1）热法和膜法是常用的海水淡化方法；
膜分离法，只有水分子可以通过淡化膜，离子等其它粒子不能通过淡化膜，该方法能用来淡化海水的目的是除去海水中的可溶性杂质；
（2）步骤①中氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，反应的化学方程式为Ca（OH）2+MgCl2=Mg（OH）2↓+CaCl2；
步骤①中制取氢氧化镁选择向母液中加入石灰乳，而不是向海水中直接加入石灰乳，原因是海水中的镁离子浓度比较低，而海水经过富集后形成母液，其镁离子浓度得到提高，提高了产率和生产效率；
（3）步骤⑧⑨是氨碱法制纯碱的流程，步骤⑧中需要向NaCl饱和溶液中要先后通入两种物质，分别是NH3、CO2，先通入氨气使溶液呈碱性，能吸收更多的二氧化碳，生成碳酸氢钠和氯化铵，步骤⑧过滤后得到的滤液中一定含有的溶质成分是氯化铵和碳酸氢钠；
步骤⑨中碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，发生反应的化学方程式是：。
04 工业三废的处理流程
4．（2024·江苏常州·一模）燃煤电厂产生的脱硫废水（含有、、等物质）软化的一种工艺流程如图所示。
(1)燃煤是成分复杂的固态混合物，其中含有的元素主要是 ；脱硫后再燃烧主要是防止 等环境问题。
(2)电厂废水软化主要是除去水中较多的 （写离子符号），生活中检验是否为软水一般可选用的试剂为 。
(3)“沉淀”步骤需要不断搅拌，目的是 。
(4)“一级沉淀”中固体X主要是氢氧化镁，加入过量熟石灰的目的是： 。
(5)“二级沉淀”中固体Y的化学式为 ；加入稀盐酸后，发生中和反应的化学方程式是 。
(6)软化处理过程中，碳酸钠和熟石灰的添加顺序不能颠倒，原因是 。
【答案】(1)碳元素 酸雨
(2) Mg2+和Ca2+ 肥皂水
(3)加快反应
(4)尽可能完全除去溶液中的镁离子
(5) CaCO3
(6)顺序颠倒后，钙离子不能除尽，不能达到软化的目的
【详解】（1）燃煤是成分复杂的固态混合物，其中含有的元素主要是碳；
硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫过多会导致酸雨，故脱硫后再燃烧主要是防止酸雨；
（2）硬水是含有较多可溶性钙、 镁化合物的水，所以硬水软化主要是除去水中较多的Mg2+和Ca2+；
水中加入肥皂水搅拌，产生泡沫多是软水，泡沫少的是硬水，生活中检验是否为软水一般可选用的试剂为肥皂水；
（3） “沉淀”步骤需要不断搅拌，目的是加快反应；
（4） “一级沉淀池”中加入过量的熟石灰，熟石灰是氢氧化钙，与氯化镁反应生成氯化钙和氢氧化镁，与硫酸镁反应生成硫酸钙和氢氧化镁，“一级沉淀”中固体X主要是氢氧化镁，加入过量熟石灰的目的是：尽可能完全除去溶液中的镁离子；
（5） “二级沉淀池”中过量碳酸钠，与过量熟石灰反应生成碳酸钙和氢氧化钠，与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠，则固体Y为碳酸钙，化学式为CaCO3；
加入稀盐酸与生成的氢氧化钠、过量碳酸钠发生反应，其中氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，化学方程式是；
（6） 软化处理过程中，加入碳酸钠的目的是除去废水中的氯化钙，还有一级沉淀中加入过量的熟石灰，若碳酸钠和熟石灰的添加顺序不能颠倒，则过量熟石灰无法除去，钙离子除不尽，不能达到软化的目的。
05 其他与生产生活相关的流程
5．（2024·山西太原·模拟预测）塑料大量使用所带来的环境问题日益突出。某企业以农作物秸秆和淀粉等为原料生产可降解塑料，部分流程如图所示。分析思考，回答问题：
(1)风筛机的作用是 。
(2)浸泡池中发生反应的化学方程式是 。
(3)混合器中搅拌的作用是 。
(4)经挤出机塑化后，物料成分的物理和化学性质会有一定变化，过程中发生的变化为 。
(5)使用该塑料有助于解决的环境问题是 。
【答案】(1)除去泥土
(2)Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
(3)使增塑淀粉、渗透碳酸钙的秸秆粉混合均匀
(4)化学变化
(5)白色污染
【详解】（1）由图可知，风筛机的作用是除去泥土。
（2）碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，则浸泡池中发生反应的化学方程式是：Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl。
（3）混合器中搅拌的作用是：使增塑淀粉、渗透碳酸钙的秸秆粉混合均匀。
（4）经挤出机塑化后，物料成分的物理和化学性质会有一定变化，说明该过程中有新物质生成，所以发生的变化为化学变化。
（5）由塑料造成的环境问题是白色污染，所以使用该塑料有助于解决的环境问题是白色污染。
1．【新形式——结合溶解度曲线 】（2023·山东菏泽）我国制碱先驱侯德榜为纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出贡献，某企业把海水的综合开发和利用与侯氏制碱法结合，实现资源利用最大化，请根据图示完成下列问题。
(1)①中用石灰乳而不选用氢氧化钠的原因是 ；请写出该反应的化学方程式 。
(2)已知在溶液中温度高于35℃，NH4HCO3会有分解。吸氨碳化塔内发生的反应：Ⅰ：NH3+H2O+CO2═NH4HCO3；Ⅱ：NH4HCO3+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl。
请结合如图分析反应Ⅱ能进行的原因 。实际生产时，吸氨碳化塔内温度通常控制在不低于30℃，不高于35℃，理由是 。

【答案】(1) 石灰乳更加廉价易得 Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2
(2) 碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出 温度高于35℃，NH4HCO3会有分解
【详解】（1）①石灰乳中的氢氧化钙和氢氧化钠都能和海水中的镁离子结合生成氢氧化镁，在工业生产中常需要考虑原料的价格，石灰乳更加廉价易得，所以使用石灰乳而不使用氢氧化钠。
氢氧化钙和海水中的氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2。
（2）由溶解度曲线图可知，碳酸氢钠的溶解度相对较小，碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体，反应Ⅱ能进行的原因是碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出。
从溶解度曲线可知，40℃后无碳酸氢铵的溶解度曲线，根据学习过的知识可知碳酸氢铵常温下就能分解。所以实际生产时，吸氨碳化塔内温度通常控制在不低于30℃，不高于35℃，是因为温度高于35℃，NH4HCO3会有分解。
2．【新素材——结合传统文化 】（2023·四川）2022年春节联欢晚会中《只此青绿》呈现了宋代《千里江山图》，让我们仿佛置身于宋代的青山绿水之中、《千里江山图》里的绿色来自孔雀石，其主要成分为CuCO3 Cu（OH）2，含有FeCO3、SiO2杂质。工业上以孔雀石为原料制备重要化工原料胆矾（CuSO4 5H2O）的流程如图。

回答相关问题：
(1)《千里江山图》色彩依旧，说明常温下绿色颜料孔雀石的性质 。
(2)“酸浸”发生的反应属于四大基本反应类型中的 ，溶液1中含的金属阳离子有 。
(3)“氧化”过程中发生反应的化学方程式为：2FeSO4+H2O2+H2SO4═ +2H2O （请补充完该方程式）。
(4)“沉淀铁”不能将CuCO3 Cu（OH）2替换为NaOH，其原因是 （任答1点）。
(5)系列操作有蒸发、结晶、 、洗涤、干燥。
(6)加热500g胆矾至全部变成白色无水CuSO4，固体质量减轻了 g（不需要写出计算过程）。
【答案】(1)稳定
(2) 复分解反应 铜离子、亚铁离子
(3)Fe2（SO4）3
(4)防止带入钠离子
(5)过滤
(6)180
【详解】（1）《千里江山图》色彩依旧，说明其上的物质较为稳定，较长时间也没有和其他物质反应。所以常温下绿色颜料孔雀石的性质稳定。
（2）“酸浸”时，稀硫酸和碳酸铜反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，和氢氧化铜反应生成硫酸铜和水，和碳酸亚铁反应生成硫酸亚铁、水和二氧化碳，都是两种化合物交换成分，生成新的化合物的反应，都属于四大基本反应类型中的复分解反应。溶液1中含的金属阳离子有铜离子、亚铁离子。
（3）化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前铁原子是2个，反应后应该是2个，包含在未知物质中，反应前硫原子是3个，反应后应该是3个，包含在未知物质中，反应前氧原子是14个，反应后应该是14个，其中12个包含在未知物质中，反应前后氢原子都是4个。所以未知物质包含2个铁原子、3个硫原子、12个氧原子，为Fe2（SO4）3，前面的化学计量数为1，不写。
（4）除杂过程应避免引入杂质。“沉淀铁”不能将CuCO3 Cu（OH）2替换为NaOH，其原因是防止带入钠离子。
（5）沉铁后的溶液2是硫酸铜溶液，胆矾是五水硫酸铜，所以系列操作是硫酸铜结晶的过程，为蒸发、结晶、过滤（将结晶出的胆矾和液体分开）、洗涤、干燥。
（6）胆矾加热减少的是结晶水的质量。
500g胆矾中结晶水的质量为
所以固体质量减轻了180g。
3．【新考法——结合碳减排】（2023·内蒙古呼和浩特）为了实现碳减排目标，许多国家都在研究二氧化碳的减排措施，其中“碳捕捉和封存”技术是实现这一目标的重要途径之一。工业流程如图所示：

请回答以下有关问题：
(1)“捕捉室”中氢氧化钠溶液常喷成雾状，主要目的是 。
(2)“反应分离器”中涉及的化合反应的方程式为 。
(3)“封存室”内二氧化碳由气态变为液态，从微观角度解释变化的原因是 。
(4)整个过程中，可以循环利用的物质除水之外，还有 （填化学式）。
【答案】(1)增大反应物接触面接，使反应更充分
(2)
(3)分子间的间隔减小
(4)CaO、
【详解】（1）将氢氧化钠溶液喷成雾状，能增大反应物的接触面积，使反应更充分。
（2）煅烧炉中碳酸钙高温分解为氧化钙和二氧化碳，则物质A为氧化钙，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，而氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和水，则“反应分离器”中涉及的化合反应的方程式为：。
（3）二氧化碳由气态变为液态，分子间的间隔改变。
（4）由流程可知，反应过程中除水之外，既有氧化钙和氢氧化钠生成，又需要氧化钙和氢氧化钠参与，则可循环利用的物质还有氧化钙和氢氧化钠。
4．【新形式——结合工业制碱历史】（2024·江苏苏州·一模）学习以下资料，了解纯碱工业制备历程。
材料1：1791年，法国人吕布兰发明了第一个工业制纯碱的方法，以食盐、硫酸为原料，设备腐蚀严重并且纯度不高。
材料2：1862年，比利时化学家索尔维发明了——索尔维法(又称氨碱法)，以食盐、石灰石和氨为原料。氨碱法实现了连续性生产，产品也较为纯净。
材料3：1943年，侯德榜成功揭秘索尔维制碱法，创立了中国人自己的制碱工艺——侯氏制碱法，开创了世界制碱工业的新纪元。侯德榜被称为我国纯碱之父。
已知：NH4ClNH3↑+HCl↑
(1)饱和食盐水中先通入氨气形成饱和氨盐水，再加压通入二氧化碳，这样操作的目的是 ，步骤①过滤后所得滤液是碳酸氢钠的 (填“饱和”或者“不饱和”)溶液。
(2)“侯氏制碱法”是在氨碱法基础上，向滤出碳酸氢钠晶体后的氯化铵溶液中加入食盐，使其中的氯化铵单独结晶析出用作 (填一种农业上的用途)，不采用蒸发结晶的方法得到氯化铵晶体的原因是 。
(3)索尔维法向母液中加入石灰乳混合加热，生成NH3也可回收利用，反应的化学方程式为 。
(4)相比“氨碱法制纯碱”，“侯氏制碱法”的优点有 (填字母序号)。
a.侯氏制碱法保留了氨碱法的优点，减少了环境污染，提高了原料利用率
b.不产生用途不大且难处理的CaCl2，对环境更加友好
c.侯氏制碱法中CO2可以循环使用，后续无须补充CO2
(5)写出步骤②中发生反应的化学方程式 。
【答案】(1) 饱和氨盐水显碱性，比饱和食盐水更容易吸收二氧化碳，增大二氧化碳的吸收量 饱和
(2) 化肥 氯化铵晶体在受热时会分解，生成氨气和氯化氢，这种分解反应会导致氯化铵的损失
(3)
(4)ab
(5)
【详解】（1）因为饱和氨盐水显碱性，比饱和食盐水更容易吸收二氧化碳，所以在用氨碱法生产纯碱过程中，要先向饱和食盐水中通入氨气，制成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳；氨盐水吸收二氧化碳后生成碳酸氢钠和氯化铵，析出碳酸氢钠固体后的溶液为碳酸氢钠的饱和溶液；
（2）根据流程可知，"侯氏制碱法"向滤出碳酸氢钠晶体后的氯化铵溶液中加入食盐，则能得到氯化铵，氯化铵含氮元素，在农业上可用作氮肥 ；
氯化铵晶体在受热时会分解，生成氨气和氯化氢，这种分解反应会导致氯化铵的损失，从而不能通过蒸发结晶的方式获得纯净的氯化铵晶体；
（3）索尔维法向母液中加入石灰乳混合加热，则发生的反应是氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为：；
（4）a、根据流程可知，“侯氏制碱法”向滤出碳酸氢钠晶体后的氯化铵溶液中加入食盐，则能得到氯化铵，因此“侯氏制碱法”的优点是提高物质利用率、对环境的污染减小，该选项符合题意；
b、该流程中没有生成氯化钙，则对环境更加友好，该选项符合题意；
c、根据碳元素守恒，纯碱中含有碳元素，则还需补充二氧化碳，该选项不符合题意，故选：ab；
（5）步骤②是碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：。
5．【新形式——结合新材料】（2024·江苏镇江·一模）纳米零价铁（nZVI）除废水中金属离子的性能优越，其制备示意图如下。
(1)“还原”过程，铁元素化合价 （填“升高”、“降低”或“不变”）。
(2)“还原”过程，焦炭与Fe3O4在高温下反应生成CO2，反应的化学方程式为 ；m克焦炭与232克Fe3O4充分反应后，所得固体中焦炭与铁的质量比为1:14，则m= 。
(3)nZVI用于去除废水中金属离子，根据金属活动性顺序可分三种途径（如图-2），第一类是吸附捕捉（如Zn2+），第二类是吸附捕捉再慢慢反应（如Pb2+），第三类是直接反应（如Cu2+）。
①结合图分析，Ni2+属于第 类。
②若Cd2+属于第一类，则金属Cd比金属Ag的活动性 （填“强”“弱”或“接近”）。
③废水中CuCl2与纳米零价铁反应的化学方程式为 。
【答案】(1)降低
(2) 36
(3) 二 强
【详解】（1）根据图示，“还原”过程，四氧化三铁（铁元素显+2、+3价）变成单质铁（铁元素化合价为0），则铁元素化合价降低；
（2）“还原”过程，一定量焦炭与Fe3O4作用生成CO2和铁，反应的化学方程式为；
设还原232克Fe3O4生成铁的质量为x，参加反应的碳的质量为y。
，解得：x=168g
，解得：y=24g；
反应后所得固体中焦炭的质量为：=12g，
则加入焦炭的质量是24g+12g=36g
（3）①nZVI用于去除废水中金属离子，由图示可知，Ni2+是吸附捕捉再慢慢反应，属于第二类；
②若Cd2+属于第一类，即铁活动性比Cd弱，则金属Cd比金属Ag的活动性强；
③废水中CuCl2与纳米零价铁反应产生氯化亚铁和铜，化学方程式为。
1．（2023·广东）电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙，能减少碳排放，助力碳中和。该新方法的示意图如图所示。

(1)传统方法:CaCO3在900℃以上完全分解生成 CaO 和 (填化学式)。
(2)新方法:
i.电解水属于 反应(填基本反应类型)，反应前后氢元素的化合价 (填“升高”“降低”或“不变”)。
ii.反应器 1:一定的H2环境及较低温度下CaCO3可与H2反应生成CaO、CO 和H2O。CO与H2O的分子个数比为 。
CaCO3还可以直接分解。反应器 1中 CO、CO2的含量随反应温度的变化如下图所示。 ℃时，抑制 CO2生成的效果最好。

iii.反应器 2:一定条件下，CO与H2发生化合反应生成甲醇(CH3OH)，化学方程式为 。
(3)与传统方法相比，新方法的优点有 (写两条)。
【答案】(1)CO2
(2) 分解 降低 1:1 750
(3)①减少二氧化碳排放，缓解温室效应；②节约能源
【详解】（1）碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，二氧化碳的化学式为CO2；
（2）i.由一种物质生成两种或两种以上物质的反应为分解反应，水在通电时生成氢气和氧气，故电解水属于分解反应；反应前水中氢元素的化合价为+1，反应后生成的氢气中氢元素化合价为0，故反应前后氢元素的化合价降低；
ii.反应器1中发生反应的化学方程式为：,由化学方程式可知CO与H2O的分子个数比为1:1；由CO、CO2的含量随反应温度的变化图可知，在600℃时，CO、CO2的含量分别为67.3%和32.7%，在700℃时，CO、CO2的含量分别为87.1%和12.9%，在750℃时，CO、CO2的含量分别为88.2%和11.8%，在800℃时，CO、CO2的含量分别为87.6%和12.4%，故在750℃时，抑制 CO2生成的效果最好；
iii.反应器 2:一定条件下，CO与H2发生化合反应生成CH3OH，化学方程式为；
（3）与传统方法相比，新方法的优点有①减少二氧化碳排放，缓解温室效应；②使用风力发电产生的电能用于电解水，能有效节约能源等。
2．（2024·山西大同·一模）化学链燃烧是一种新型高效燃烧技术。以载氧体氧化镍(NiO)中的氧代替空气中的氧气完成甲烷燃烧，并高效回收二氧化碳的流程如图所示。分析思考，回答问题：
(1)加热条件下，空气反应器中发生反应的化学方程式为 ；
(2)冷凝器的作用是 ；
(3)从微观角度解释，压缩器中二氧化碳状态的变化 ；
(4)流程中循环利用的物质是 ；
(5)与甲烷直接燃烧相比，该化学链燃烧的优点是 。
【答案】(1)
(2)是水蒸气冷凝成液态水从而与二氧化碳分离
(3)压缩后使二氧化碳分子间隔变小从而从气态变为液态
(4)镍
(5)反应更充分，能源利用率更高
【详解】（1）如图所示，加热条件下镍和氧气反应生成氧化镍，化学方程式为：；
（2）如图所示，经过冷凝器后二氧化碳中的水蒸气被冷凝成水，从而得到纯净的二氧化碳；
（3）压缩器中的二氧化碳被压缩成液体，是由于加压后二氧化碳分子之间的间隔变小。
（4）如图所示，镍既作为反应物又是生成物，故可以循环使用，故填：镍
（5）如图所示，燃料不直接与空气接触燃烧，而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料较低温度下燃烧的过程，这样可以使燃料充分燃烧，反应更充分，能源利用率更高
3．（2024·江苏扬州·一模）人类文明与社会进步同金属材料关系密切。
I.人类对金属活动性规律的认识经历了漫长的探索过程，如图：
(1)用铜、镁、铁三种金属重温格劳贝尔字验，会“消失”的金属有 。
(2)卡文迪许制取的“可燃空气”是 。
II.工业炼钢：主要工艺流程如图：
(3)工业上用赤铁矿石(主要成分Fe2O3)炼铁的化学方程式 。
(4)从物质成分的角度分析，生铁炼钢过程中，炼钢炉中通入O2的目的是 (用化学方程式来表示)。
(5)将过最的生铁投入CuSO4溶液中，反应化学方程式 ，充分反应后反应中观察到的现象是 (填序号)。
A．固体全部溶解 B．有红色固体析出 C．溶液从蓝色变成浅绿色
III.金属的回收利用
废旧手机的电路板中主要含有铜，还含有少放铝、铁、金等金属。为回收其中的铜、金，进行了如图实验。已知：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O。本实验条件下，金不发生反应。
(6)滤液A中的溶质除Al2(SO4)3外，还含有的溶质化学式是 、 。反应Ⅰ中涉及的基本反应类型是 反应。
(7)滤渣F的成分是 (填化学式)。
(8)反应IV中过量稀盐酸的目的 。
【答案】(1)镁和铁
(2)氢气/H2
(3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(4)C+O2CO2
(5) Fe+CuSO4=FeSO4+Cu BC
(6) FeSO4 H2SO4 置换反应
(7)Fe、Cu
(8)将过量的铁全部除去
【详解】（1）镁和铁排在氢前，能与稀盐酸反应，铜排在氢后，不能与盐酸反应，故用铜、镁、铁三种金属重温格劳贝尔字验，会“消失”的金属有镁和铁，故填：镁和铁；
（2）活泼金属与酸反应产生氢气，故卡文迪许制取的“可燃空气”是氢气，故填：氢气；
（3）工业上用赤铁矿石(主要成分Fe2O3)炼铁，发生的反应为一氧化碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（4）生铁炼钢过程中，是利用氧气降低生铁中的含碳量，发生的反应为碳与氧气反应生成二氧化碳，化学方程式为：C+O2CO2；
（5）铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；
A、生铁中含有碳，不与硫酸铜反应，完全反应后，仍有固体，选项错误；
B、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，有红色固体析出，选项正确；
C、硫酸铜溶液呈蓝色，硫酸亚铁溶液呈浅绿色，故溶液从蓝色变成浅绿色，选项正确，故选BC；
（6）铝与硫酸反应生产了硫酸铝，铁与硫酸反应生成了硫酸亚铁，硫酸过量，所以滤液A中的溶质除Al2(SO4)3外，还含有的溶质化学式是FeSO4、H2SO4。
金属与酸反应属于单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应；
（7）加入稀硫酸过滤后，滤渣B是未反应的铜、金和其他杂质，加入过氧化氢和硫酸后铜转换为硫酸铜，则滤液C中是硫酸铜，硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，所以滤渣F的成分是Cu和过量的Fe。
（8）铁能与硫酸反应，故反应Ⅳ中过量稀盐酸的目的是为了将铁完全反应掉，得到纯净的铜，故填：将过量的铁全部除去。
4．（2024·陕西西安·二模）实验结束时，同学们将含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的废液倒在废液缸里，如果将废液直接排放就会造成水污染。于是几位同学利用课余处理废液，回收工业重要原料硫酸锌和有关金属。实验过程如下：
(1)操作1是 ，固体A的成分 。
(2)滤液1和滤液2中溶质相同，该溶质是 (填化学式)。
(3)若实际操作过程中加入锌粉的量不足，则一定发生的反应的化学方程式为 ；加入适量稀硫酸发生反应的化学方程式 。
【答案】(1) 过滤 锌、铁、铜
(2)ZnSO4
(3)
【详解】（1）由流程可知，操作1能将固体和液体分离，则其名称为过滤；
由于金属活动性顺序：锌>铁>铜，则加入过量的锌粉，锌能和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，且锌能和硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌，则固体A的成分为铁、铜和过量的锌。
（2）结合前面分析可知，滤液1中的溶质为硫酸锌，化学式为ZnSO4。
（3）由于金属活动性顺序：锌>铁>铜，则锌先和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，则一定发生的反应的化学方程式为；
铁能被磁铁吸引，则固体B中的成分为锌和铜，加入稀硫酸，锌能和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，铜不反应，反应的化学方程式为：。
5．（2024·江西吉安·一模）粗盐中含有泥沙等不溶性杂质，还含有氯化钙、氯化镁、硫酸钠等可溶性杂质。某提纯粗盐的工艺流程如图。请根据有关信息，回答下列问题：
(1)实验室进行过滤操作时需要用到的玻璃仪器是 (填一种)。
(2)步骤②中发生反应的化学方程式为 。
(3)步骤③中加入过量试剂A是为了除去硫酸钠杂质，试剂A是 (填化学式)溶液。
(4)步骤④中加入过量Na2CO3溶液的目的是 。
(5)步骤⑤中若加入过量的稀盐酸， (选填“会”或“不会”)影响精盐的纯度。
【答案】(1)玻璃棒（合理即可）
(2)
(3)BaCl2
(4)除去氯化钙和过量的氯化钡
(5)不会
【详解】（1）过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。
（2）步骤②中，氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为：。
（3）硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，则试剂A为BaCl2。
（4）碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，则碳酸钠的作用为除去氯化钙和过量的氯化钡。
（5）盐酸是氯化氢气体的水溶液，具有挥发性，则蒸发过程中，过量的盐酸会挥发，故盐酸过量也不会影响精盐的纯度。
6．（2024·安徽六安·一模）兴趣小组的同学利用某废镍材料（含有金属Ni及少量Fe、Cu）回收镍，设计流程如图所示（部分产物略去）。
请根据上述流程回答下列问题：
(1)过滤时，玻璃棒的作用是 。
(2)滤液I经H2O2氧化后会生成硫酸铁，请写出它与氢氧化钠溶液发生反应的化学方程式 。
(3)由上述流程可知，Fe、Cu、Ni的金属活动性由强到弱的顺序为 。
离子 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH
Fe3+ 2.7 3.2
Ni2+ 7.2 8.7
(4)已知Fe3+和Ni2+开始沉淀和完全沉淀时的pH如上表所示。“除铁”过程中加入NaOH溶液的目的是通过调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀而Ni2+不沉淀，则pH的范围是______（填字母序号）。
A．2.7≤pH<3.2 B．3.2≤pH<7.2 C．7.2【答案】(1)引流
(2)
(3)Fe>Ni>Cu
(4)B
【详解】（1）过滤时，玻璃棒的作用为引流，使液体沿玻璃棒流入过滤器；
（2）硫酸铁与氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铁沉淀，方程式为：；
（3）由上述流程可知，废镍材料加足量的硫酸，镍和铁都与硫酸反应，铜不反应，说明金属活动性镍和铁＞铜，滤液Ⅱ中加入适量的铁过滤得到金属镍，说明金属活动性铁＞镍，所以Fe、Cu、Ni的金属活动性由强到弱的顺序为Fe>Ni>Cu；
（4）由于Fe3+完全沉淀时pH为3.2，而Ni2+开始沉淀时的pH为7.2，则若想使Fe3+完全沉淀而Ni2+不沉淀，pH的范围为3.2~7.2，
故选B。
7．（2024·黑龙江大庆·一模）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性学习小组对废旧锂离子电池的正极材料(和碳粉涂覆在铝箔上)进行资源回收研究，设计实验流程如下：
查阅资料可知：
(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为 。
(2)第③步反应有锂离子生成，其反应化学方程式是 。
(3)四步实验都包含过滤，实验室中过滤实验要使用的玻璃仪器有 。
(4)若废旧锂离子电池的正极材料含质量为18.1g，第③步反应中加入含的溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为，则至少有 参加了反应。
【答案】(1)
(2)
(3)漏斗、烧杯、玻璃棒
(4)6.36
【详解】（1）根据资料，第①步反应是铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠、氢气，第②步反应，得到的沉淀X的化学式为；
（2）根据流程及质量守恒定律，第③步有锂离子生成，反应是、硫酸和氧气反应产生硫酸锂、二氧化锰和水，其反应化学方程式是；
（3）过滤实验要使用的玻璃仪器包括漏斗、烧杯、玻璃棒；
（4）18.1g 消耗硫酸的质量是，产生的硫酸锂最终转换成碳酸锂，则有关系LiMn2O4～H2SO4～～，剩余硫酸5.88g-4.9g=0.98g，硫酸和碳酸钠反应，，根据根据质量守恒定律有H2SO4～，，则需要碳酸钠的质量是6.36g。
8．（2024·黑龙江佳木斯·一模）海水晒盐得到的粗盐常含有、等杂质，工业提纯粗盐的流程如图所示。
(1)步骤④：操作a的名称是 。
(2)步骤⑥：操作b中用到玻璃棒，玻璃棒的作用是 。
(3)如果将步骤②和步骤③的顺序颠倒，则所制得的精盐水中还含有 。
(4)写出步骤③中反应的化学方程式 。
【答案】(1)过滤
(2)搅拌，防止局部温度过高，造成液体飞溅
(3)氯化钙/CaCl2
(4)、
【详解】（1）步骤④操作a是将沉淀与滤液分离，该操作的名称为过滤；
（2）步骤⑥操作b是从精盐水中获得精盐，氯化钠的溶解度受温度影响变化不大，采用的方法是蒸发；蒸发操作中玻璃棒的作用是搅拌，防止局部温度过高，造成液体飞溅；
（3）步骤②和步骤③分别是加入过量的氢氧化钙溶液、碳酸钠溶液，分别是用于除去粗盐中的氯化镁、氯化钙的，但是加入碳酸钠溶液要放在加入的氢氧化钙溶液之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氢氧化钙；如果将步骤②和步骤③的顺序颠倒，过量的氢氧化钙与步骤⑤中加入的稀盐酸反应生成氯化钙，则所制得的精盐水中还含有：氯化钙；
（4）步骤②中加入过量的氢氧化钙，氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙；步骤③中加入过量的碳酸钠溶液，碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，碳酸钠和步骤②中过量的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，化学方程式为：、。
9．（2024·重庆·一模）Fe3O4颗粒在磁记录材料、磁流体等领域广泛应用。制备Fe3O4的方法如下：
已知：①“沉淀”时的反应为：；
②+2价的铁元素容易被空气中的氧气氧化。
(1)为了加快“溶解”速率，可采取的措施是 ；
(2)若向盐酸酸化的FeCl2溶液中通入O2可生成FeCl3和H2O，该反应的化学方程式为 。
(3)“沉淀”时反应温度不宜过高，需要控制温度为50℃，原因是 ；
(4)“溶解”时，实际投放的远大于理论值，原因是 。
(5)检验Fe3O4是否洗干净。取最后一次洗涤液，可采取的方法是___________(填序号)。
A．加入浓NaOH溶液，加热 B．加AgNO3和稀硝酸 C．稀盐酸
【答案】(1)用玻璃棒搅拌
(2)4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2
(3)减少NH3 H2O的挥发
(4) “溶解”时，FeCl2在盐酸存在下，与空气中的氧气反应生成FeCl3
(5)AB
【详解】（1）搅拌能使反应充分接触，从而加快反应速率；
（2）向盐酸酸化FeCl2溶液中通入O2可生成FeCl3和H2O，可知反应物为盐酸、氯化亚铁和氧气，生成物为氯化铁和水，反应方程式为：4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2O；
（3）“沉淀”时需要控制反应温度为不宜过高，其原因是 “沉淀”时加入了氨水，氨水受热易挥发、易分解；
（4）FeCl2在盐酸存在下，与空气中的氧气反应生成FeCl3，溶解时，实际投放的远大于理论值；
（5）反应后的四氧化三铁表面会残留氯化氨溶液，如果四氧化三铁已经洗净，则最后一次洗涤液中不含有氯化氨。
A、氢氧化钠与氯化氨反应产生氨气，加入氢氧化钠溶液加热，如果没有产生刺激性气味的气体，说明洗涤液中不含有氯化氨，说明洗净，选项正确；
B、硝酸银与氯化氨反应产生不溶于稀硝酸的氯化银沉淀，加硝酸银和稀硝酸，如果没有沉淀出现，则说明洗涤液中不含氯化铵，说明洗净，选项正确；
C、稀盐酸与氯化铵不反应，加入稀盐酸，无论氯化氨是否有剩余都无明显现象，选项错误；
故选AB。
10．（2024·四川成都·二模）高纯硅是生产芯片的基材，下图是制备高纯硅及金属镁的简易流程。
资料：
①粗硅原料主要成分为硅（Si），含MgO等杂质，不考虑其它杂质与酸反应。
②硅不溶于水且不与x反应。
③氧化镁与酸的反应原理与氧化铁类似。
(1)x是 （填物质名称）。
(2)若在实验室完成操作I，所需玻璃仪器除烧杯外还有 ，所得“溶液”中含有的阳离子有 （写离子符号）；操作Ⅱ包括 、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(3)③中反应的化学方程式为 。①~④中属于化合反应的是 （填序号）。
(4)该流程中可循环利用的物质有 （填化学式）。
【答案】(1)盐酸
(2) 漏斗、玻璃棒 H+、Mg2+ 蒸发浓缩
(3) ②
(4)Cl2、HCl
【详解】（1）由流程图可知加入过量x，进行酸溶时有氯化镁生成，所以加入的酸为盐酸；
（2）由于操作I后得到固体粗硅和溶液，即I是将固体和液体分开的方法，所以操作I是过滤，过滤中用到玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故填：漏斗、玻璃棒；
加入盐酸进行酸溶的过程中，氧化镁与盐酸反应生成了氯化镁，又由于盐酸过量，所以所得溶液中溶质为氯化镁和氯化氢，含有的阳离子为：H+、Mg2+；
通过操作Ⅱ从溶液中得到氯化镁，先要对溶液进行蒸发浓缩，使其变成氯化镁的饱和或接近饱和的高温溶液，然后经过冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到氯化镁；
（3）反应③是氢气与四氯化硅高温条件下生成硅和氯化氢，方程式为：；
反应①为盐酸与氧化镁反应生成氯化镁和水，属于复分解反应；反应②为硅与氯气生成四氯化硅，属于化合反应；反应③是氢气与四氯化硅高温条件下生成硅和氯化氢，属于置换反应；反应④是氯化镁在熔融状态下电解生成镁和氯气，属于分解反应。所以属于化合反应的只有②；
（4）Cl2、HCl既是某反应的反应物，又是某反应的生成物，所以可以循环利用。
11．（2024·湖北武汉·二模）钛和钛合金是21世纪的重要金属材料。工业上利用钛铁矿——钛酸亚铁（）制备金属钛（）的工艺流程如下。
【查阅资料】①为固体，化学性质稳定，不与稀硫酸、稀盐酸反应。
②沸点、沸点。
(1)将钛铁矿粉碎的目的是 。
(2)“反应釜”中发生的反应是，X的化学式是 。
(3)“沸腾炉”中将和的混合物分离，该操作的名称是 。
(4)“合成器”中得到的产品中含有杂质镁，可加入足量稀硫酸除去，写出除杂原理反应 （写化学方程式）。
(5)依据“绿色化学”理念，指出该生产过程中存在的不足之处是 。
【答案】(1)增大反应物的接触面积，加快反应速率
(2)CO
(3)蒸馏
(4)Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
(5)能耗高，产生有毒气体污染环境
【详解】（1）将钛铁矿粉碎的目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，故填增大反应物的接触面积，加快反应速率。
（2）由化学方程式可知，反应前出现了2个铁原子、2个钛原子、14个氯原子、6个氧原子和6个碳原子，反应后出现了2个铁原子、2个钛原子、14个氯原子，根据质量守恒定律，反应后尚缺的6个氧原子和6个碳原子存在于6X中，则X的化学式为CO，故填CO。
（3）由题文可知，氯化铁和四氯化钛的沸点不同，“沸腾炉”中将氯化铁和四氯化钛的混合物分离后得到气态四氯化钛，该操作的名称是蒸馏，故填蒸馏。
（4）杂质镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，故反应的化学方程式写为：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑。
（5）由图可知，流程中需要维持高温的条件，能耗高，产生有毒气体污染环境，故填能耗高，产生有毒气体污染环境。
12．（2024·重庆·一模）中国航天工业飞速发展，金属钛常被用于航空航天工业。下图是以钛铁矿为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程：
已知：①钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)。
②铁矿海浸在浓硫酸中发生反应：
(1)FeTiO3中钛元素的化合价为 。
(2)反应前需将钛铁矿粉碎，其目的是
(3)溶液Ⅱ的主要溶质为TiOSO4，加热时和水发生反应，经过滤得到H2TiO3。已知X的溶质是一种初中化学常见的酸，写出该反应的化学方程式 。
(4)步骤④发生的反应为，此反应需要在Ar氛围下进行，其中Ar的作用是 。
(5)若在制备过程中有20%的钛元素损失，最终获得4.8t的单质钛，则20t钛铁矿中钛酸亚铁的质量分数为 。
【答案】(1)+4
(2)增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分
(3)
(4)作保护气，防止镁和反应生成的钛高温下被氧化
(5)95%
【详解】（1）FeTiO3中铁元素显+2价，氧元素显-2价，设钛元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：，x=+4；
（2）反应前需将钛铁矿粉碎，其目的是：增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分；
（3）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含Ti、O、S、H，生成物中含H、Ti、O，故生成物中还应含S，已知X的溶质是一种初中化学常见的酸，故物质X为硫酸，则该反应为TiOSO4和水在加热的条件下反应生成H2TiO3和硫酸，该反应的化学方程式为：；
（4）此反应需要在Ar氛围下进行，氩气化学性质稳定，可作保护气，可防止镁和反应生成的钛高温下被氧化；
（5）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，则20t钛铁矿中钛酸亚铁的质量为：，则20t钛铁矿中钛酸亚铁的质量分数为：。
13．（2023·江苏无锡）由菱铁矿(主要成分为，含少量等杂质)制备铁粉的一种流程如下：

(1)碳酸亚铁()中铁元素的化合价为 。
(2)“酸浸”时，为使反应充分，可采取的一种措施是 。“酸浸”后所得溶液中含有的溶质有：和 。
(3)“沉铁”时，转化为沉淀，该反应的基本类型是 。“焙烧”时，在高温条件下，与反应生成与的化学方程式为 。
(4)“还原”时，在高温条件下，利用炭粉可将铁从氧化铁中还原出来；若向氧化铁与炭粉的混合物中添加适量的，更利于还原氧化铁，其原因是 。
【答案】(1)+2
(2) 将菱铁矿粉碎 硫酸/H2SO4
(3) 复分解反应
(4)碳酸钙高温分解二氧化碳，二氧化碳能与碳反应生成一氧化碳，一氧化碳也能还原氧化铁
【详解】（1）“亚铁”的化合价为+2价。
（2）增大接触面积，能使反应更充分，则可将菱铁矿粉碎；
碳酸亚铁能与硫酸反应生成硫酸亚铁、二氧化碳和水，由于加入的硫酸过量，则“酸浸”后所得溶液中含有的溶质有硫酸亚铁和硫酸。
（3）硫酸亚铁和碳酸钠反应生成碳酸亚铁和硫酸钠，该反应为两种化合物互相交换成分生成另两种化合物的反应，属于复分解反应；
碳酸亚铁和氧气在高温条件下生成氧化铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：。
（4）由于碳酸钙高温分解生成二氧化碳，而二氧化碳能与碳反应生成一氧化碳，一氧化碳也能将铁从氧化铁中还原出来，则加入适量的碳酸钙，更利用还原氧化铁。
14．（2023·四川巴中）某工厂秉承“绿水青山就是金山银山”的发展理念，将工厂排放的污水（含有硫酸亚铁、硫酸铜和少量硫酸）进行一系列的处理，从而回收其中的某种重金属，并制得四氧化三铁，达到污水排放标准。其设计工艺流程如下，请回答下列问题。
(1)操作Ⅱ的名称是 ，在实验室进行该操作需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 。
(2)由FeOOH制备四氧化三铁的反应方程式为，则X的化学式为 ，FeOOH中铁元素的化合价为 。
(3)在固体A中加入过量稀硫酸的目的是 ，溶液B中的溶质为 ，固体C是回收的重金属，其成分是 。
【答案】(1) 过滤 漏斗
(2) +3
(3) 溶解过量的铁粉/除去过量的铁粉 /硫酸亚铁 Cu/铜
【详解】（1）操作Ⅱ是分离固体和液体，所以操作Ⅱ的名称是过滤；操作Ⅱ中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗；
（2）根据质量守恒定律可知，反应前后原子的种类和数目保持不变，根据反应可知，生成物缺少2个H、4个O、1个S，所以X的化学式为；氢元素为+1价，氧元素为-2价，根据化合价法则可知，氢氧化氧铁（FeOOH）中铁元素的化合价是+3价；
（3）操作I中加入过量的铁粉，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁溶液和铜，故溶液B中的溶质为硫酸亚铁；故固体A中含有铁、铜，加入过量稀硫酸后，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，而铜不与硫酸反应，所以在固体A中加入过量稀硫酸的目的是除去过量的铁粉，所以固体C的成分是铜。
15．（2023·四川乐山）保护环境，实现“绿水青山”目标，要对工厂尾气进行无害化处理。某氮肥厂和炼铁厂联合处理尾气的工艺流程如图所示。
已知饱和食盐水处发生的反应为：。
回答下列问题：
(1)饱和食盐水是 （选填“纯净物”或“混合物”）。
(2)流程中“操作Ⅰ”的名称为 。
(3)根据信息写出加热固体发生反应的化学方程式 。
(4)流程中，可循环使用的物质是 。
【答案】(1)混合物
(2)过滤
(3)
(4)二氧化碳/CO2
【详解】（1）饱和食盐水是饱和的氯化钠的水溶液，由水和氯化钠两种物质组成，属于混合物；
（2）“操作Ⅰ”后得到液体和固体，操作名称为过滤；
（3）根据信息固体加热生成Na2CO3（纯碱）、H2O和CO2，反应的化学方程式为；
（4）由流程图可知，可循环使用的物质是二氧化碳（或CO2）。
16．（2023·江苏南通）实验室以软锰矿（主要含的矿石）为原料制备的流程如下：
(1)催化分解的化学反应方程式为 。
(2)“酸浸”时，为使软锰矿充分反应，可采取的措施有 （写一条）。
(3)“沉锰”反应为。加热温度不能过高的原因是 。
(4)在空气中“煅烧”会生成不同的锰氧化物，各锰氧化物质量分数随煅烧温度的变化关系如图所示。

①370~410℃发生主要反应为。该反应属于基本反应类型中的 反应。
②已知酒精灯外焰的最高温度可达600℃以上。称取一定质量的，与混合均匀，充分加热后冷却，溶解、过滤、洗涤、烘干后称量，发现固体质量减少。质量减少的主要原因是 。
【答案】(1)
(2)搅拌；粉碎；加热；适当提高酸的浓度等
(3)防止分解
(4) 化合 温度高于450℃时，会分解成和O2
【详解】（1）加热条件下MnO2催化分解KClO3生成氯化钾和氧气，化学反应方程式为。故填：。
（2）“酸浸”时，搅拌、粉碎、加热、适当提高酸的浓度等措施，都能使软锰矿充分反应。故填：搅拌；粉碎；加热；适当提高酸的浓度等。
（3）由于反应物NH4HCO3受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，“沉锰”反应加热温度不能过高。故填：防止NH4HCO3分解。
（4）①370~410℃发生主要反应为。该反应符合化合反应多变一的特征，所以该反应属于基本反应类型中的化合反应。故填：化合。
②酒精灯外焰的最高温度可达600℃以上。据图可知，温度高于450℃时，MnO2会分解成Mn2O3和O2，所以MnO2质量减少。故填：温度高于450℃时，MnO2会分解成Mn2O3和O2。
17．（2023·湖北十堰）工业上从铝土矿（主要成分为，还含有等）中提取的主要流程如下：
已知：①SiO2难溶于水，不与盐酸反应。
②当时，完全转化为沉淀。
(1)操作1的名称是 。
(2)在“盐酸浸取”前需将铝土矿粉碎，其目的是 。
(3)“煅烧”过程中反应的化学方程式是，的化学式是 。
(4)向溶液2中加入过量稀氨水，生成沉淀的化学方程式为 。
【答案】(1)过滤
(2)增大与酸的接触面积，反应进行的更充分
(3)H2O
(4)
【详解】（1）经过操作1后物质被分成溶液和不溶物两部分，说明操作1起到固液分离的作用，故填过滤；
（2）在“盐酸浸取”前需将铝土矿粉碎，其目的是：增大与酸的接触面积，反应进行的更充分；
（3）根据质量守恒定律反应前后原子的种类和数目不变进行判断，反应物中有Al：2、O：6、H：6，
生成物有Al：2、O：3，所以3X 含有O原子3个，H原子6个，X中含有2个H原子和1个O原子，则X的化学式为：H2O；
（4）根据实验流程可以判断出溶液2为氯化铝（氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水）溶液，氯化铝与氨水反应生成氯化铵和氢氧化铝，故化学方程式为：。
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